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Le voyage évolutif de la fusion génétique : qu'est-ce que cela signifie pour la diversité de la vie ?
En génétique, le concept de gène de fusion fait référence à un gène hybride formé de deux gènes indépendants, qui peut se produire par translocation chromosomique ou d'autres mutations génétiques. À mesure que l’étude des gènes de fusion s’approfondit, nous réalisons progressivement l’importance de ces gènes dans la formation et le diagnostic des tumeurs, en particulier lorsqu’ils sont répandus dans de nombreuses maladies tumorales humaines.
Les gènes de fusion sont des caractéristiques distinctives du cancer et constituent une base importante pour le diagnostic et le pronostic.
Histoire des gènes de fusion
Les scientifiques ont décrit pour la première fois la présence de gènes de fusion dans les cellules cancéreuses dans les années 1980. La découverte a eu lieu en 1960 lorsque Peter Nowell et David Hungerford ont découvert un petit chromosome anormal chez des patients atteints de leucémie myéloïde chronique à Philadelphie, une découverte qui a été plus tard nommée « chromosome de Philadelphie ». En 1973, Janet Rowley a confirmé que cette anomalie chromosomique est causée par une translocation des chromosomes 9 et 22.
Vers 1985, les scientifiques ont identifié le gène de fusion BCR::ABL1 correspondant au chromosome Philadelphie, qui peut provoquer une leucémie myéloïde chronique.
Oncogènes et formation de tumeurs
Plus de 30 années de recherche ont confirmé que les gènes de fusion jouent un rôle important dans la formation des tumeurs. Ces gènes produisent souvent des protéines anormales qui sont plus actives que les gènes non fusionnés et favorisent la formation de tumeurs. Ces oncogènes comprennent BCR-ABL, TEL-AML1, AML1-ETO, etc. Le TMPRSS2-ERG est courant dans le cancer de la prostate et son produit de fusion régule le développement du cancer en inhibant l’expression des récepteurs aux androgènes.
La présence de gènes de fusion peut permettre aux produits géniques d’avoir de nouvelles fonctions ou d’induire des changements tumoraux grâce à des promoteurs puissants.
Applications diagnostiques
Dans le diagnostic du cancer, certaines anomalies chromosomiques et les gènes de fusion qui en résultent sont largement utilisés. Les méthodes couramment utilisées comprennent l’analyse des bandes chromosomiques, la FISH et la réaction en chaîne par polymérase à transcription inverse (RT-PCR). Cependant, ces approches restent insuffisantes face à la complexité des génomes cancéreux. Ces dernières années, le développement du séquençage à haut débit et des puces à ADN personnalisées a rendu possibles des méthodes de détection plus efficaces.
L'importance évolutive de la fusion génétique
La fusion génétique joue un rôle clé dans l’évolution de la structure des gènes, en particulier lorsqu’elle se produit dans les séquences codantes. La duplication, la diversité des séquences et la recombinaison sont les principales forces motrices de l'évolution génétique. La fusion génétique peut entraîner une nouvelle régulation de l'expression génétique dans les séquences non codantes, tandis que dans les séquences codantes, elle peut former de nouveaux gènes fonctionnels et augmenter l'apparition de modules polypeptidiques dans les protéines multi-domaines.
Les méthodes de détection à grande échelle d’événements de fusion de gènes fournissent des informations précieuses sur l’architecture multimodulaire des protéines.
Biosynthèse des purènes dans l'environnement
Dans les organismes vivants, l’adénine et la guanine sont l’un des quatre gènes codant l’information du code génétique. Les voies de biosynthèse des purines des différentes espèces sont similaires mais pas identiques. La voie de biosynthèse des purines bactériennes implique souvent une fusion de gènes, de sorte que plusieurs enzymes sont codées par un seul gène. Les eucaryotes présentent non seulement des fusions génétiques communes observées chez les bactéries, mais peuvent également utiliser de nouvelles fusions pour améliorer le flux métabolique.
Applications de la recherche
Les biologistes créent également intentionnellement des gènes de fusion pour faciliter l’étude. La fusion de gènes rapporteurs avec des éléments régulateurs d’un gène d’intérêt peut être utilisée pour étudier l’expression des gènes, quantifier les niveaux d’activité des gènes régulés, identifier les sites de régulation et même contrôler l’expression des gènes souhaités dans des cellules spécifiques. Par exemple, on peut créer un gène de fusion avec une protéine fluorescente verte pour observer la distribution de la protéine cible dans les cellules.
La découverte des gènes de fusion n’est pas seulement une avancée biologique, mais la manière dont ils façonnent la diversité et la complexité de la vie reste une question qui mérite d’être explorée.
